基于空間雜波信號的室內定位方法

基于空間雜波信號的室內定位方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及室內定位領域，尤其設及一種基于空間雜波信號的室內定位方法。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展與城市化進程的推進，城市大型單體建筑迅速增多，大型建筑室 內空間面積大、布局復雜，室內定位及導航需求快速增加。近年來，室內定位技術取得了一 定進步。室內定位技術主要通過無線電波、超聲波、特定波長的光源等信號的空間分布規 律，將空間信號與地理位置信息關聯，進而確定出目標位置。目前常用室內定位技術主要 有:基于wifi網絡的室內定位技術、依托藍牙信標或iBeacon協議藍牙信標的室內定位技 術，基于RFID的室內定位，W及基于Wi-Fi的RFID定位方案等類似組合方案；W及不需要布 設設備的基于運營商基站信號的室內定位方法，基于地磁的室內定位方法。但現有技術硬 件設備布設造成成本高，或只分析某一種信號造成精度差。
[0003] 硬件設備布設信標設備的室內定位方法：需要在目標區域預先人工布設wifi網 絡、藍牙基站(或iBeacon)、聲音信號源、光源等作為信標的技術方法，為了保證定位精度， 需要布設較高密度的信標并對信標位置進行精細規劃，耗費大量的信號源設備成本、布設 人工成本W及時間成本，導致推廣和覆蓋成本高昂，且推廣極其緩慢;分析單一信號的室內 定位方法:比如單一采用藍牙信號或地磁信號等，可供用來定位的信號差異化特性不明顯， 容易造成定位精度不高、定位靈敏度低等特點，通常通過增加信標的方法解決，但同時也增 加了設備成本。

【發明內容】

[0004] 為了解決上述問題，本發明公開了一種基于空間雜波信號的室內定位方法，它由 定位點空間雜波信號、空間雜波信號與位置信息關聯數據庫、室內定位解算模塊、移動終端 組成。所述的室內定位解算模塊安裝在移動終端，用于接收當前空間雜波信號，從中過濾出 定位點空間雜波信號，利用定位點空間雜波信號與數據庫信息對比，室內定位解算模塊分 析計算出當前用戶室內位置坐標。不需要信標設備布設和依賴單一種類信號，降低室內定 位覆蓋成本，提高室內定位精度和靈敏度、產品覆蓋速度和推廣速度，豐富了可供分析的不 同空間位置信號差異化特征。
[0005] 為達此目的，本發明采用W下技術方案：
[0006] 基于空間雜波信號的室內定位方法由定位點空間雜波信號、空間雜波信號與位置 信息關聯數據庫、室內定位解算模塊、移動終端組成，其特征在于:所述的空間雜波信號為 用戶處于當前位置時，智能手機及其他移動終端能接收到現有的可量化信號，由現有的 GPS信號、運營商3G/4G/5G信號、wifi信號、藍牙信號、地磁信號的單一信號或多種信號組 合;所述的空間雜波信號與位置信息關聯數據庫由室內空間位置坐標、室內空間布局及路 徑信息、室內空間雜波信號分布信息或空間雜波信號源位置及福射強度信息組成，該數據 庫存儲有初始預置數據，也可具備數據學習能力隨著存儲數據量的提升改善數據精準度和 信息量;所述的室內定位解算模塊安裝在移動終端，用于接收當前空間雜波信號，從中過濾 出定位點空間雜波信號，利用定位點空間雜波信號與數據庫信息對比，室內定位解算模塊 分析計算出當前用戶室內位置坐標;所述的移動終端設置有室內定位解算模塊和接收當前 空間雜波信號功能，也能同時存放定位點空間雜波信號與位置信息關聯數據庫，能更新數 據庫信息。
[0007] 其中，所述的數據庫能存放在單獨服務器中，也能存放在移動終端中，供室內定位 解算模塊訪問。
[0008] 其中，所述的室內定位解算模塊，能作為獨立的智能移動終端程序形式，也能做為 多種智能移動終端程序的功能模塊形式。
[0009] 其中，所述的室內定位解算模塊同樣適用于布設信標設備的室內定位方法。
[0010] 其中，所述的定位點空間雜波信號為雜波信號的多種可量化特征，不局限于信號 強度。
[0011] 本發明的有益效果：
[0012] 1.本發明的數據庫能存放在單獨服務器中，也能存放在移動終端中，供室內定位 解算模塊訪問，給用戶使用和數據庫的擴展提供更多選擇方式。
[0013] 2.本發明借助目標區域現有空間各類雜波信號，不需要信標設備布設，明顯降低 了室內定位覆蓋成本，極大提高了覆蓋速度和推廣速度。
[0014] 3.本發明不依賴單一種類信號或信標，豐富了可供分析的不同空間位置信號差異 化特征，明顯提高了室內定位精度和靈敏度。
【附圖說明】
[0015] 圖1.為基于空間雜波信號的室內定位方法實施例示意圖；
[0016] 圖2.為基于空間雜波信號的室內定位方法實施例詳細流程示意圖；
【具體實施方式】
[0017] 為了使本發明的目的和技術方案W及優點更加清楚明白，W下結合附圖及實施 例，對本發明做進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W對發明的解 釋，并不用于限定所述求的權利要求。
[0018] 見實施例圖1和圖2所示，基于空間雜波信號的室內定位方法由定位點空間雜波信 號、空間雜波信號與位置信息關聯數據庫、室內定位解算模塊、移動終端組成。其特征在 于:所述的空間雜波信號為用戶處于當前位置時，智能手機及其他移動終端能接收到現有 的可量化信號，由現有的GI^信號、運營商3G/4G/5G信號、wifi信號、藍牙信號、地磁信號的 單一信號或多種信號組合;所述的空間雜波信號與位置信息關聯數據庫由室內空間位置坐 標、室內空間布局及路徑信息、室內空間雜波信號分布信息或空間雜波信號源位置及福射 強度信息組成，該數據庫存儲有初始預置數據，也可具備數據學習能力隨著存儲數據量的 提升改善數據精準度和信息量;所述的室內定位解算模塊安裝在移動終端，用于接收當前 空間雜波信號，從中過濾出定位點空間雜波信號，利用定位點空間雜波信號與數據庫信息 對比，室內定位解算模塊分析計算出當前用戶室內位置坐標;所述的移動終端設置有室內 定位解算模塊和接收當前空間雜波信號功能，也能同時存放定位點空間雜波信號與位置信 息關聯數據庫，能更新數據庫信息。
[0019] 優選地，在圖中的數據庫能存放在單獨服務器中，也能存放在移動終端中，供室內 定位解算模塊訪問。
[0020] 優選地，在圖中的室內定位解算模塊，能作為獨立的智能移動終端程序形式，也能 做為多種智能移動終端程序的功能模塊形式。
[0021] 優選地，在圖中的室內定位解算模塊同樣適用于布設信標設備的室內定位方法。
[0022] 優選地，在圖中的定位點空間雜波信號為雜波信號的多種可量化特征，不局限于 信號強度。
[0023] 基于空間雜波信號的室內定位的詳細流程為：
[0024] 步驟1:使用移動終端設備采集室內空間不同位置處的空間雜波信號列表，并記錄 對應的位置坐標，即每個坐標點對應一個空間雜波信號列表；
[0025] 步驟2:建立室內空間位置與空間雜波信號關聯數據庫，數據庫至少應包含下述兩 類數據的一類或全部:A類數據.空間位置坐標及對應的空間雜波信號列表(見圖2中方法 一）;B類數據.空間不同雜波信號源位置坐標及福射強度，（見圖2中方法二）。
[0026] 步驟3:用戶使用智能手機等移動終端請求進行室內定位時，由移動終端接收當前 位置處空間雜波信號；
[0027] 步驟4:室內定位解算模塊接收并整理移動終端獲取的當前位置處空間雜波信號 列表；
[002引方法1:
[0029] 步驟5-1:讀取數據庫空間位置雜波信號數據列表，即讀取數據庫中A類數據，包括 空間位置坐標及該坐標對應的空間雜波信號列表；
[0030] 步驟6-1:找出數據庫與當前位置處空間雜波信號列表相似度最高的空間雜波信 號列表對應的空間位置坐標;計算兩個空間雜波信號列表相似度的方法可W是MAC地址重 合度、強度相似度等評價指標，也可W是其他計算相似度的方法或改進方法;該步驟將得出 一個或多個最相似位置坐標；
[0031] 步驟7-1:對步驟6-1計算得出的一個或多個最相似位置坐標作加權平均計算；該 步驟得出最相似位置坐標的加權平均值;計算加權平均值使用的權重系數依據具體選取的 加權平均算法而定；
[0032] 步驟8-1:獲得當前位置坐標:將步驟7-1所得最相似位置坐標的加權平均值作為 當前位置坐標。
[0033] 方法 2:
[0034] 步驟5-2:讀取數據庫空間位置雜波信號源位置及福射強度列表，即讀取數據庫中 B類數據，包括室內空間各位置出收到的信號源標識、坐標、強度列表；
[0035] 步驟6-2:使用當前各雜波信號強度及數據庫所存相應信號源位置和福射強度，估 算各雜波信號對應的當前位置與信號源位置的距離;此步驟得到使用當前位置各雜波信號 估算出的當前位置與信號源位置的距離列表;當前位置與各信號源位置的距離計算可W使 用無線信號空間傳播衰減公式；
[0036] 步驟7-2:使用信號源位置與步驟6-2所得距離列表，用最小二